CN215415658U - 一种级联式自动测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种级联式自动测试仪，测试主机与从测试单元以及从测试单元之间均通过总线电缆级联构成一个主测试系统网络；从测试单元与被测对象的被测点之间通过转接电缆连接；绝缘耐压测试单元通过串口线与测试主机相连，通过模拟信号线与从测试单元相连；继电器驱动单元通过总线电缆与测试主机相连；测试主机将外部输入的网络表转换成对应的测试指令并转发至从测试单元，当上述测试指令为继电器测试时，同时转发至继电器驱动单元；从测试单元接收上述测试指令并进行解析，根据解析的内容将被测对象上对应的被测点接入测试主机或绝缘耐压测试单元；继电器驱动单元对接收的测试指令进行解析，根据解析的内容对被测继电器的线圈施加激励。

Description

一种级联式自动测试仪

技术领域

本实用新型涉及自动测试领域，特别是涉及一种级联式自动测试仪。

背景技术

随着现代测控技术的发展，各种电气、电子网络以及各种总线技术不断增多，系统规模、复杂程度也随之不断扩大，导致电子设备及电缆网的测试难度不断增大。传统的手工测试效率低，可靠性也不能保证，而市面上现有的自动测试仪存在测试规模有限、功能覆盖不全等问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，本实用新型的提供一种级联式自动测试仪，该测试仪具有良好的通用性和可扩展性，测试规模大，测试功能涵盖绝缘耐压测试、通路测试、断路测试、元件测试(电阻、继电器等)等多项内容，可满足大多数电子设备及电缆网的测试需求。

本实用新型解决技术的方案是：一种级联式自动测试仪，包括测试主机、从测试单元、绝缘耐压测试单元、继电器驱动单元；

所述测试主机与从测试单元以及从测试单元之间均通过总线电缆级联构成一个主测试系统网络；从测试单元与被测对象的被测点之间通过转接电缆连接；绝缘耐压测试单元通过串口线与测试主机相连，通过模拟信号线与从测试单元相连；继电器驱动单元通过总线电缆与测试主机相连；

测试主机用于将测试指令转发至从测试单元，当上述测试指令为继电器测试时，同时转发至继电器驱动单元；从测试单元用于对测试指令进行解析并将被测对象上对应的被测点接入测试主机或绝缘耐压测试单元；继电器驱动单元用于对测试指令进行解析并对被测继电器的线圈施加激励；所有的测量结果存储至测试主机。

进一步的，所述的从测试单元包括底板、功能扩展板、多块选通板；

底板用于插装功能扩展板及选通板，用于实现从测试单元内各板之间的信号连通；用于接收来自测试主机的测试指令并进行解析的功能扩展板与选通板连接，将解析的内容转发至选通板；由选通板根据指令内容选择需要接入的被测对象上相关的被测点；由功能扩展板根据解析内容，当绝缘耐压测试时，将选通板接入绝缘耐压测试单元，其他测试时，将选通板接入测试主机。

进一步的，所述的功能扩展板包括控制模块、功能选择模块以及用于与测试主机、以及与选通板之间实现通信的总线驱动器；用于接收来自测试主机的测试指令并进行解析转发的控制模块与选通板之间连接；当绝缘耐压测试时，通过功能选择模块将选通板接入绝缘耐压测试单元，其他测试时，通过功能选择模块将选通板接入测试主机。

进一步的，所述的功能选择模块具有四个测试信号端口记为A、B、C、D以及六个功能切换端口记为A1、B1、A2、B2、C2、D2；

A、B、C、D端口通过底板连接到各个选通板；A1和B1分别连接绝缘耐压测试单元的正输出端和负输出端；A1端口与A、B端口之间分别通过继电器K1A、K1B连接；B1端口与C、D端口之间分别通过继电器K1C、K1D连接；A2端口与A、B端口之间分别通过继电器K2A、K2B连接；C2端口与C、D端口之间分别通过继电器K2C、K2D连接；B2、D2端口分别通过继电器K2E、K2F连接至B、D端口；A2、B2、C2、D2连接测试主机。

进一步的，所述的功能选择模块具有4线制或2线制两种工作模式进行低压电阻测试。

进一步的，所述的继电器驱动单元包括底板、功能扩展板、多块继电器驱动板；底板用于插装功能扩展板及继电器驱动板，用于实现继电器驱动单元内各板之间的信号连通；功能扩展板用于接收来自测试主机的测试指令并进行解析的功能扩展板与继电器驱动板连接，将解析的内容转发至继电器驱动板，由继电器驱动板对被测继电器的线圈施加激励。

进一步的，继电器驱动板包括控制模块、与功能扩展板之间实现通信的总线驱动器、继电器阵列；

控制模块根据解析内容中被测继电器的供电要求选通对应的继电器阵列实现对应激励的输出电压；所述的继电器阵列由多组继电器组成，每组继电器包括多个继电器，每个继电器开关的一端接入一种规格的继电器驱动电压，开关的另一端并入总的输出端CH1+和CH1G；每组继电器的输出端CH1+和CH1G分别连接被测继电器线圈两端。

进一步的，将测试主机、从测试单元、绝缘耐压测试单元、继电器驱动单元置于同一个机柜中，形成机柜式的测试仪。

进一步的，将测试主机、从测试单元、绝缘耐压测试单元、继电器驱动单元置于不同的轮式移动架上，分散置于测试现场，形成分布式的测试仪。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型的整体构架采用多级级联方式，可扩展性强，测试规模最大可达10万多点；

(2)本实用新型集通路测试、断路测试、绝缘耐压测试、元件测试等多项功能于一体，可满足大多数电子设备及电缆网的测试需求；

(3)本实用新型中继电器驱动板可在5V，12V、28V三种驱动电压之间自动切换，可适应同一被测对象中有不同供电电压继电器测试的情况，所提供电压范围覆盖常见继电器供电电压。

(4)本实用新型可实现继电器寿命保护和监测的功能，可延长整个仪器的使用寿命，并在需要更换配件时做出提醒，保证整个仪器的正常运转。

(5)本实用新型采用模块化设计，可根据实际测试任务进行组合或裁剪，可大大降低维护和使用成本。

(6)当更换不同类型的被测对象时，只需要更换转接电缆即可实现，具有很强的通用性。

附图说明

图1为本实用新型的一种级联式自动测试仪的示意图；

图2位本实用新型的扩展板与选通板之间的测试信号线连接示意图；

图3为本实用新型的功能扩展板示意图；

图4为本实用新型的继电器驱动板示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，一种级联式自动测试仪，包括测试主机、从测试单元、绝缘耐压测试单元、继电器驱动单元、总线电缆、转接电缆等部件；所述测试主机与从测试单元以及从测试单元之间均通过总线电缆级联构成一个主测试系统网络；从测试单元与被测对象之间通过转接电缆连接；绝缘耐压测试单元通过串口线与测试主机相连，通过模拟信号线与从测试单元相连；继电器驱动单元通过总线电缆与测试主机相连。

上述总线电缆共含有6路信号线，包括2路28V电源线，2路现场总线通信线，及4路模拟信号控制线。现场总线通信线采用双绞屏蔽线，可减少环境干扰。

上述测试主机与从测试单元、继电器驱动单元之间的通讯通过现场总线进行，通讯速率可达1Mbps。测试主机由控制器、测量模块、现场总线模块组成，控制器负责整个测试流程的时序控制，发送测试命令帧到现场总线上的每个从单元(亦称从机)，每条命令帧共8个字节，包含功能选择、从机编号、测试点编号等信息。测量模块负责测试任务的执行，现场总线模块负责测试主机与总线上各个从单元之间的通讯。被选中的从单元将指定的测试点接入测试通道，配合测试主机完成所选择的测试功能项。

如上所述的从测试单元由1块底板、1块功能扩展板、16块选通板组成(选通板数量由底板规格及选通板规格决定)。从测试单元内部的板间通讯采用半双工串行总线进行，由功能扩展板将解析后的测试命令发送到半双工串行总线上的每个从机。底板用于插装功能扩展板及选通板，以及本单元内各板之间的信号连通，功能扩展板负责接收接收、解析和转发来自测试主机的测试指令，同时根据命令进行功能切换，选通板则根据指令选择需要接入的被测对象上的被测点。每块选通板可支持64个测试点，每个从测试单元可支持1024个测试点。

上述底板选用生益S1000-2板材，可提高可靠性。

如图2所示，扩展板与选通板之间的测试信号线sigA、sigB、sigC、sigD通过母板连接。如上所述的从测试单元在最多可级联110个。(由所选用的总线收发器支持的节点数量决定)

上述功能扩展板由电源模块、控制模块、现场总线驱动器、半双工串行总线驱动器、功能选择模块组成。控制模块由32位ARM芯片及外围电路构成，功能选择模块由继电器列阵构成。

如图3所示，功能选择模块可根据测试需求选择绝缘耐压、低压电阻测试，其中低压电阻测试又可选择4线制或2线制测试。A1和B1分别连接绝缘耐压测试单元的正输出端(Pos)和负输出端(Neg)，A2、B2、C2、D2分别连接测试主机中的测量模块，A、B、C、D则通过底板连接到各个选通板。如果需要执行绝缘耐压测试，ARM芯片控制继电器K1A和K1C闭合，便可形成一个绝缘耐压测量回路，然后绝缘耐压测试单元测量A、C两点间的阻值，随后将测试结果返回测试主机，即完成一次绝缘耐压测试；如果需要执行低压电阻相关的2线制测试，ARM芯片控制继电器K2A和K2C闭合，然后测试主机测量A、C两点间的阻值，即完成一次2线制低压阻值测试；类似的，如果需要与测量低压电阻相关的4线制测试，则ARM芯片控制继电器K2B、K2D、K2E、K2F闭合，此时A2、B2被连到被测对象的同一端，C2、D2被连到被测对象的另一端，A2、C2用于对被测对象施加激励，B2、D2用于构成测量回路中的测量点，然后测试主机测量B、D两点间的阻值，即完成一次4线制低压阻值测试。

如上所述的绝缘耐压测试单元在选择绝缘耐压测试功能时被启用，测试主机可对其进行程控输出AC电压(最高5kV)或DC电压(最高6kV)，该电压经过通过信号电缆施加到被测对象接入测试仪的两点，绝缘耐压测试单元测量此时的阻抗值，随后将测试结果返回测试主机即完成一次绝缘耐压测试。

如上所述的继电器驱动单元由1块底板、1块功能扩展板、8块继电器驱动板组成(继电器驱动板数量由底板规格及继电器驱动板规格决定)，底板用于插装功能扩展板及继电器驱动板，和继电器驱动单元内各板之间信号内联，功能扩展板接收来自测试主机的测试指令并进行解析，将解析的内容转发至继电器驱动板，由继电器驱动板对被测继电器的线圈施加激励。每个继电器驱动单元可对320个继电器施加激励。

上述继电器驱动板由电源模块、控制模块、半双工串行总线驱动器、继电器阵列组成。继电器驱动板可支持5V，12V，28V三种电压规格继电器的驱动，在控制模块的控制下即可进行自动切换。

如图4所示，驱动板上共有40组图中所示继电器阵列，以一组继电器为例，CH1+和CH1G分别连接被测继电器线圈两端，用于给被测继电器施加激励；Out1A、Out1B、Out1C端为板上继电器控制端；控制芯片根据测试需求控制本次测试所需闭合继电器。如需要给被测继电器线圈加5V电压，则通过控制芯片控制Out1B信号以闭合K01B号继电器来实现；如需要给被测继电器线圈加12V电压，则通过控制芯片控制Out1C信号以闭合K01C号继电器来实现；如需要给被测继电器线圈加28V电压，则通过控制芯片控制Out1A信号以闭合K01C号继电器来实现。

本实用新型中所有用到继电器的功能模块均具有继电器寿命保护和监测的功能。对含有继电器的功能模块，通过测试主机选择需切换的继电器，避免连续重复闭合、断开同一继电器，以减少继电器寿命浪费，达到寿命保护的目的。比如，第一次测试需闭合2号和5号继电器，第二次需闭合2号和11号继电器，则第一次测试结束后仅断开5号继电器再闭合11号继电器即可，对2号继电器无操作。同时控制模块对板上每个继电器使用次数进行记录，继电器每闭合一次，便更新一次继电器使用次数，同时将继电器编号和使用次数存储至E2PROM芯片，在继电器达到寿命需要更换时对用户做出提醒，同时也可随时查询继电器寿命使用情况。

采用本实用新型中的级联方式，可将各功能单元置于同一个机柜中，形成机柜式的测试仪；也可将各功能单元置于不同的轮式移动架上，分散置于测试现场，形成分布式的测试仪。

本实用新型提供的一种级联式自动测试仪具有良好的通用性和可扩展性，测试规模最大可达10万多点，测试功能涵盖通路测试、断路测试、绝缘耐压测试、继电器测试等多项内容，可满足大多数电子设备及电缆网的测试需求，采用了模块化设计，可大大降低维护和使用成本。

本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (9)

1.一种级联式自动测试仪，其特征在于包括测试主机、从测试单元、绝缘耐压测试单元、继电器驱动单元；

所述测试主机与从测试单元以及从测试单元之间均通过总线电缆级联构成一个主测试系统网络；从测试单元与被测对象的被测点之间通过转接电缆连接；绝缘耐压测试单元通过串口线与测试主机相连，通过模拟信号线与从测试单元相连；继电器驱动单元通过总线电缆与测试主机相连；

测试主机用于将测试指令转发至从测试单元，当上述测试指令为继电器测试时，同时转发至继电器驱动单元；从测试单元用于对测试指令进行解析并将被测对象上对应的被测点接入测试主机或绝缘耐压测试单元；继电器驱动单元用于对测试指令进行解析并对被测继电器的线圈施加激励；所有的测量结果存储至测试主机。

2.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于：所述的从测试单元包括底板、功能扩展板、多块选通板；

底板用于插装功能扩展板及选通板，用于实现从测试单元内各板之间的信号连通；用于接收来自测试主机的测试指令并进行解析的功能扩展板与选通板连接，将解析的内容转发至选通板；由选通板根据指令内容选择需要接入的被测对象上相关的被测点；由功能扩展板根据解析内容，当绝缘耐压测试时，将选通板接入绝缘耐压测试单元，其他测试时，将选通板接入测试主机。

3.根据权利要求2所述的测试仪，其特征在于：所述的功能扩展板包括控制模块、功能选择模块以及用于与测试主机、以及与选通板之间实现通信的总线驱动器；用于接收来自测试主机的测试指令并进行解析转发的控制模块与选通板之间连接；当绝缘耐压测试时，通过功能选择模块将选通板接入绝缘耐压测试单元，其他测试时，通过功能选择模块将选通板接入测试主机。

4.根据权利要求3所述的测试仪，其特征在于：所述的功能选择模块具有四个测试信号端口记为A、B、C、D以及六个功能切换端口记为A1、B1、A2、B2、C2、D2；

A、B、C、D端口通过底板连接到各个选通板；A1和B1分别连接绝缘耐压测试单元的正输出端和负输出端；A1端口与A、B端口之间分别通过继电器K1A、K1B连接；B1端口与C、D端口之间分别通过继电器K1C、K1D连接；A2端口与A、B端口之间分别通过继电器K2A、K2B连接；C2端口与C、D端口之间分别通过继电器K2C、K2D连接；B2、D2端口分别通过继电器K2E、K2F连接至B、D端口；A2、B2、C2、D2连接测试主机。

5.根据权利要求4所述的测试仪，其特征在于：所述的功能选择模块具有4线制或2线制两种工作模式进行低压电阻测试。

6.根据权利要求1或3所述的测试仪，其特征在于：所述的继电器驱动单元包括底板、功能扩展板、多块继电器驱动板；底板用于插装功能扩展板及继电器驱动板，用于实现继电器驱动单元内各板之间的信号连通；功能扩展板用于接收来自测试主机的测试指令并进行解析的功能扩展板与继电器驱动板连接，将解析的内容转发至继电器驱动板，由继电器驱动板对被测继电器的线圈施加激励。

7.根据权利要求6所述的测试仪，其特征在于：继电器驱动板包括控制模块、与功能扩展板之间实现通信的总线驱动器、继电器阵列；

控制模块根据解析内容中被测继电器的供电要求选通对应的继电器阵列实现对应激励的输出电压；所述的继电器阵列由多组继电器组成，每组继电器包括多个继电器，每个继电器开关的一端接入一种规格的继电器驱动电压，开关的另一端并入总的输出端CH1+和CH1G；每组继电器的输出端CH1+和CH1G分别连接被测继电器线圈两端。

8.根据权利要求1-7之一所述的测试仪，其特征在于：将测试主机、从测试单元、绝缘耐压测试单元、继电器驱动单元置于同一个机柜中，形成机柜式的测试仪。

9.根据权利要求1-7之一所述的测试仪，其特征在于：将测试主机、从测试单元、绝缘耐压测试单元、继电器驱动单元置于不同的轮式移动架上，分散置于测试现场，形成分布式的测试仪。

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